Zašto nanoformulisani lekovi?

• Ultrazvučne nanoemulzije se ističu kao nosači lijeka zbog značajno većeg kapaciteta solubilizacije od jednostavnih micelnih otopina.
• Njihova termodinamička stabilnost nudi prednosti u odnosu na nestabilne sisteme kao što su emulzije, disperzije i suspenzije makro veličine.
• Hielscher ultrasonikatori se koriste za pripremu nanoemulzija s kapljicama do 10nm – u maloj i industrijskoj proizvodnji.

Farmaceutske nanoformulacije koje proizvodi Power Ultrasound

Budući da su farmakološki efekti uglavnom direktno povezani sa nivoima u plazmi, apsorpcija i bioraspoloživost aktivnih farmaceutskih sastojaka je ključna. Bioraspoloživost fitokemikalija kao što su kanabinoidi (tj. CBD, THC, CBG i drugi) ili kurkuminoidi je ograničena zbog slabe rastvorljivosti, loše permeacije, niske sistemske dostupnosti, nestabilnosti, ekstenzivnog metabolizma prvog prolaza ili degradacije u GI traktu.
Nanoformulacije kao što su nano-emulzije, liposomi, micele, nano-kristali ili napunjene nanočestice koriste se u farmaceutskim proizvodima i suplementima za poboljšanu i/ili ciljanu isporuku lijekova. Poznato je da su nanoemulzije vrlo dobra sredstva za postizanje visoke bioraspoloživosti aktivnih farmaceutskih sastojaka (API) i fitokemijskih spojeva. Nadalje, nanoemulzije također mogu zaštititi API-je, koji mogu biti podložni hidrolizi i oksidaciji. API-ji i fitokemikalije (npr. kanabinoidi, kurkuminoidi) inkapsulirani u O/W nano-emulzijama testirani su u različitim naučnim ispitivanjima i dobro su poznati kao nosači lijekova s superiornom stopom apsorpcije.

Ultrazvučna nanoemulzifikacija oralno isporučenih lijekova

Bioraspoloživost flavonoida koji se daju oralno, kao i mnogih drugih fenolnih aktivnih sastojaka, ozbiljno je ograničena opsežnom glukuronidacijom prvog prolaza. Kako bi se prevazišla ograničenja slabe bioraspoloživosti, nosači nano veličine kao što su nanoemulzije i liposomi su opsežno procijenjeni za različite lijekove i pokazali su odlične rezultate u poboljšanju apsorpcije.
paklitaksel: Nanoemulzije napunjene paklitakselom (lijekom za kemoterapiju koji se koristi u liječenju raka) imale su veličinu kapljice između ~90,6 nm (najmanja srednja veličina čestica) i 110 nm.
„Rezultati farmakokinetičkih studija pokazali su da je inkapsulacija paklitaksela u nanoemulzije značajno poboljšala oralnu bioraspoloživost paklitaksela. Povećana oralna bioraspoloživost, mjerena površinom ispod krive (AUC), paklitaksela u nanoemulzijama može se pripisati solubilizaciji lijeka u kapljicama ulja i/ili prisutnosti surfaktanata na granici ulje-voda . Povećana apsorpcija paklitaksela se takođe može pripisati zaštiti leka od hemijske, kao i enzimske razgradnje. U literaturi je zabilježena poboljšana oralna biodostupnost različitih hidrofobnih lijekova u emulzijama tipa O/W.” [Tiwari 2006, 445]

kurkuminoidi: Lu et al. (2017, str.53) izvještavaju o pripremi ultrazvučno ekstrahiranih kurkuminoida, koji su ultrazvučno emulgirani u nanoemulziju. Kurkuminoidi su ekstrahovani sonikacijom u etanolu. Za nano-emulzifikaciju, stavili su 5mL kurkuminoidnog ekstrakta u bočicu i isparili etanol pod dušikom. Zatim je dodato 0,75 g lecitina i 1 mL Tween 80 i homogeno izmiješano, nakon čega je dodano 5,3 mL dejonizirane vode. Smjesa je dobro promiješana i nakon toga obrađena ultrazvukom.
Ultrazvučna nanoemulzifikacija rezultirala je ujednačenom kurkuminoidnom nanoemulzijom sa prosječnom veličinom čestica od 12,1 nanometar i sfernim oblikom, koji je određen TEM (vidi sliku ispod).

Slika: DLS distribucija veličine čestica (A) i TEM slika (B) disperzije kurkuminoida zajedno sa distribucijom veličine čestica dobijene direktno iz TEM slike (C).
(Slika i studija: © Lu et al., 2017.)

Polymers such as polylactic-co-glycolic acid (PLGA) or polyethylene glycol are often used as a major component to improve encapsulation and enhancement of both stability and oral bioavailability. However, the use of polymers is correlated with a larger particle size (often >100nm). The prepared curcuminoid nanoemulsion by Lu et al. had a substantially reduced size of 12-16nm. The shelf-life was also improved with a high stability of our curcuminoid nanoemulsion over a storage period of 6 months at 4℃ and 25℃ as indicated by a mean particle size of 12.4 ± 0.5nm and 16.7 ± 0.6nm, respectively, after prolonged storage.

Učinak farmaceutskih ekscipijenata i ultrazvučne nanoemulzifikacije

Dong et al. istraživao 21 farmaceutsku pomoćnu tvar i njihov učinak na bioraspoloživost modela flavonoida krizina. Pet ekscipijenata – naime Brij 35, Brij 58, labrasol, natrijum oleat i Tween20 značajno su inhibirali glukuronidaciju krizina. Natrijum oleat je bio najsnažniji inhibitor glukuronidacije.

mebudipin: Khani et al. (2016) izvještavaju o formulaciji nanoemulzije napunjene mebudipinom koja sadrži etil oleat, Tween 80, Span 80, polietilen glikol 400, etanol i DI vodu su pripremljeni pomoću ultrazvučnog aparata tipa sonde. Otkrili su da je veličina čestica za optimalnu formulaciju bila 22,8 ± 4,0 nm što je rezultiralo relativnom biodostupnošću nanoemulzije mebudipina koja je povećana za oko 2,6 puta. Rezultati in vivo eksperimenata su pokazali da je nanoemulziona formulacija bila u stanju značajno poboljšati bioraspoloživost mebudipina u odnosu na suspenziju, rastvorljivu u ulju i micelarnu otopinu.

Ultrazvučna nanoemulzija za očne isporuke lijekova

Očne nanoemulzije, npr. za isporuku oftalmoloških lijekova, pripremljene su kako bi se postigla bolja dostupnost, brža penetracija i veća efikasnost.
Ammar i suradnici (2009) formulirali su dorzolamid hidroklorid u nanoemulziji (raspon veličina od 8,4-12,8 nm) kako bi postigli povećane efekte u liječenju glaukoma, smanjenje broja aplikacija dnevno i bolju usklađenost pacijenata u odnosu na na konvencionalne kapi za oči. Razvijene nanoemulzije pokazale su brz početak djelovanja lijeka i produženi učinak, kao i povećanu bioraspoloživost lijeka u odnosu na konvencionalni proizvod na tržištu.
visoke terapijske efikasnosti

Morsi et al. (2014) pripremili su nanoemulzije napunjene acetazolamidom kako slijedi: 1% w/w acetazolamida (ACZ) je sonicirano s surfaktantom/ko-surfaktantom/uljnim mješavinama do potpunog rastvaranja lijeka, a zatim vodena faza koja sadrži 3% w/w dimetil sulfoksida (2014.) DMSO) je dodan u kapima za pripremu nanoemulzija koje sadrže 39% w/w vodene faze, dok je za pripremu nanoemulzija sa 59% sadržaja vode korištena vodena faza koja sadrži 20% DMSO. DMSO je dodan kako bi se spriječilo taloženje lijeka nakon dodavanja vodene faze. Nanoemulzije su pripremljene sa srednjom veličinom kapljica od 23,8-90,2nm. Nanoemulzije pripremljene s većim sadržajem vode od 59% pokazale su najveće oslobađanje lijeka.
Nanoemulgirani acetazolamid je uspješno formuliran u obliku nanoemulzije što je pokazalo visoku terapijsku efikasnost u liječenju glaukoma uz produženo djelovanje.

Ultrasonikatori visokih performansi za nano-emulzifikaciju i nanokapsulaciju

Hielscher Ultrasonics nudi ultrazvučne sisteme od kompaktnih laboratorijskih homogenizatora do industrijskih rješenja „ključ u ruke“. Za proizvodnju nanoemulzija najvišeg farmaceutskog kvaliteta, pouzdan proces emulgiranja je ključan. Hielscher-ova široka paleta sonotroda, protočnih ćelija i opcioni umetak MultiPhase Cavitator MPC48 omogućavaju našim klijentima da podese optimalne uslove obrade za proizvodnju emulzija nano veličine standardizovanog, pouzdanog i doslednog kvaliteta. Hielscher ultrasonijatori su opremljeni najsavremenijim softverom za rad i kontrolu – osiguravanje pouzdane proizvodnje standardiziranih lijekova i farmaceutskih dodataka.
Kontaktirajte nas danas da otkrijete mogućnosti ultrazvučno nano-formulisanih API-ja i fitokemikalija!